Citeşte volumele "Gramatica artei plastice" şi "Istoria pictorilor tuturor şcolilor" ale lui Charles Blanc, dar înainte de toate, lucrarea chimistului Eugène Chevreul cu titlul "Legea contrastului simultan al culorilor". Pornind de la aceste izvoare, îşi construieşte propria teorie despre "contopirea optică a culorilor", care va sta la baza celor mai importante inovaţii plastice ale sale. În 1883, începe să lucreze la prima sa operă importantă, pictura "La scăldat, Asnières". Tabloul nu este acceptat de comitetul de selecţie al Salonului oficial din 1884, de aceea Seurat îl expune la "Expoziţia Pictorilor Independenţi", trezind interesul câtorva critici şi admiraţia lui Paul Signac. Această operă marchează o perioadă bine definită în activitatea lui Seurat. Tabloul se evidenţiază înaine de toate prin formatul său, este prma pictură din seria pânzelor vaste. Seurat doreşte aici să facă legătura dintre descoperirile predecesorilor săi cu o pictură ale cărei tradiţii sunt deja altele, străine întru totul de impresionişti. El se referă la frescele vaste renascentiste, cum sunt picturile lui Piero della Francesca, ceea ce îl obligă - după studii făcute în aer liber - să realizeze forma finală în atelier.
În 1885, Seurat îşi petrece vara într-un mic port, la Grandcamp şi începe să experimenteze o nouă tehnică, pe care o numeşte divizionism, a cărei esenţă constă în a picta pete de culoare regulate, din ce în ce mai mici, până la un punct realizat cu vârful pensulei. Toamna, se întâlneşte cu Pissarro, care îşi însuseşte imediat această tehnică.
Apoi, în mai-iunie 1886, Seurat îşi prezintă tabloul intitulat "O duminică de vară pe insula Grande Jatte" la a opta şi ultima expoziţie a impresioniştilor, într-o sală separată, alături de creaţiile lui Pissarro şi Paul Signac. Criticii s-au năpustit asupra acestui tablou, fiind şocaţi de mulţimea şi roirea micilor pete colorate. Au vrut să discrediteze stilul lui Seurat, numindu-l pointillism (fr.: point = punct), dar - şi de data asta - "porecla s-a transformat în renume". La puţin timp după aceasta, tabloul este prezentat la a doua expoziţie a "Societăţii Artiştilor Independenţi" precum şi la Bruxelles în 1887. În acest tablou totul este surprinzător: formatul uriaş (207x308 cm), legarea unei teme - scenă în aer liber - atât de importante pentru impresionism cu imobilitatea figurilor şi, înainte de toate, tehnica deosebită. Pentru a obţine un efect de maximă luminozitate, pictorul nu a amestecat culorile pe paletă. ci a aplicat pe pânză culorile complementare ca pe nişte mici puncte, care - privite de la distanţă - se contopesc, oferind tabloului o luminozitate vibrândă.
Termenul de "metodă neoimpresionistă" a fost folosit pentru prima dată de în septembrie 1886 de criticul de artă Félix Fénéon, susţinător al picturii lui Seurat, implicând faptul că noul curent astfel iniţiat provine, fără îndoială, din impresionism, în acelaşi timp îl înnoieşte radical. În jurul lui Seurat se grupează pictori care gândesc asemenea lui: Paul Signac, Camille Pissarro, Maximilian Luce. În această perioadă, Seurat descoperă lucrarea lui Charles Henry despre expresivitatea culorilor, purtând titlul "Introducere în estetica ştiinţifică", care îl ajută să abordeze problemele teoretice ale cromaticei şi facilitează aplicarea practică a acestora în pictură.
Cu timpul adaptează tot mai mult noua tehnică la scenele de interior. Astfel începe să lucreze la tablourile intitulate "Modelele" (1888) şi "Le chahut" (1889-1890).
Ultima operă a lui Seurat este "Circul" (1890-1891), expus la expoziţia pictorilor independenţi pe data de 20 martie 1891. Legătura cu "Le chahut" este evidentă, mişcarea care însufleţeşte personajele pare la fel de mecanică, artiştii circului dau impresia unor marionete. La fel ca în multe alte tablouri ale lui Seurat, şi chenarul tabloului este pictat din puncte: chenarul albastru închis contrastează cu tonul colorat al tabloului, ceea ce face posibilă accentuarea efectului şi evidenţierea compoziţiei.
În 1885, Seurat o cunoaşte pe Madeleine Knoblock, care îi va deveni model (Vezi tabloul: "Tânără pudrându-se") şi cu care îşi va împărţi viaţa. Pictorul va avea un fiu cu ea, copilul se naşte pe 16 februarie 1890. Relaţia lor o tăinuiesc în totalitate, iar prietenii află despre existenţa fiului lui Seurat abia după moartea pictorului.
Pe 26 mai 1891, Seurat se îmbolnăveşte de difterie şi moare peste trei zile, în vârstă de 31 de ani. A doua zi, Signac transmite "vestea îngrozitoare", potrivit căreia pictorul decedat "a lăsat în urmă o văduvă nefericită şi...un copilaş minunat de treisprezece luni". Două săptămâni mai târziu, copilul moare de aceeaşi boală ca şi tatăl său.